JP2010263721A - Superconducting coil, superconducting apparatus, rotor and stator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a superconducting coil that suppresses the degradation of electric performance, and a superconducting apparatus using the superconducting coil. <P>SOLUTION: The superconducting coil includes a racetrack-type coil constituting, for example, a stator coil 21, and, for example, a stator core 23 arranged at the internal periphery side of the racetrack-type coil. The superconducting coil also includes a magnetic force line induction material 50 which opposes the linear part of the racetrack-type coil and the stator core 23 side, and has a length equal to or more than the length of the linear part of the stator core 23. Magnetic flux 59 progressing from the internal periphery side of the racetrack-type coil to the external periphery side passes through the magnetic force line induction material 50. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は超電導コイル体、超電導機器、ロータおよびステータに関するものである。   The present invention relates to a superconducting coil body, a superconducting device, a rotor, and a stator.

たとえばモータの駆動能力を向上するために、回転子であるロータに用いるコイルとして超電導コイルを用いることがある。超電導コイルは、通常のコイルに比べて通電可能な電流値を大きくすることにより、高強度の磁場を提供することができるためである。   For example, in order to improve the driving capability of a motor, a superconducting coil may be used as a coil used for a rotor that is a rotor. This is because the superconducting coil can provide a high-strength magnetic field by increasing the current value that can be energized compared to a normal coil.

しかし、超電導コイルに電流を流した際に発生する上記の高強度の磁場が、当該電流の電気特性を劣化させることがある。具体的には、上記の高強度の磁場が原因で、たとえば超電導コイルの臨界電流値が低下することがある。そして、磁場のなかでも特に、超電導コイルの幅方向や長軸方向に交差する方向、特に超電導コイルを構成する超電導線材の厚み方向に沿った方向(より具体的には超電導線材の主表面を貫通する方向)に加わる磁場は、当該超電導コイルの電流特性を劣化させ、当該超電導コイルにおいてクエンチングなどの現象が起きる原因となる。そこで、磁場による電気特性の劣化を抑制する超電導コイルとして、たとえば以下の特許文献1に開示された態様のものが考えられる。   However, the high-intensity magnetic field generated when a current is passed through the superconducting coil may deteriorate the electrical characteristics of the current. Specifically, for example, the critical current value of the superconducting coil may decrease due to the high-intensity magnetic field. And in the magnetic field, in particular, the direction crossing the width direction and the long axis direction of the superconducting coil, especially the direction along the thickness direction of the superconducting wire constituting the superconducting coil (more specifically, penetrating the main surface of the superconducting wire) The magnetic field applied to the superconducting coil deteriorates the current characteristics of the superconducting coil and causes a phenomenon such as quenching in the superconducting coil. Therefore, as a superconducting coil that suppresses deterioration of electrical characteristics due to a magnetic field, for example, the one disclosed in Patent Document 1 below can be considered.

特許文献1における超電導コイルは、巻枠の周囲にパンケーキ状に巻回された超電導線材により構成される超電導コイルであり、これが複数積層されている。複数積層された個々の超電導コイルの間に、磁性を持つ磁界分布調整部材を、電気絶縁性材料からなる電気絶縁部材を介して配設している。このような構成とすることで、特許文献1においては、超電導線材の主表面に垂直な方向成分の磁場による磁束のうち超電導線材を貫通する成分を低減できるとしている。   The superconducting coil in Patent Document 1 is a superconducting coil composed of a superconducting wire wound around a winding frame in a pancake shape, and a plurality of these are laminated. A magnetic field distribution adjusting member having magnetism is disposed between the plurality of superconducting coils stacked via an electric insulating member made of an electric insulating material. By adopting such a configuration, in Patent Document 1, it is possible to reduce the component penetrating the superconducting wire out of the magnetic flux due to the magnetic field of the direction component perpendicular to the main surface of the superconducting wire.

特開2004−342972号公報JP 2004-342972 A

しかし、特許文献1に開示された技術は、超電導コイルを貫通する磁束のトータル強度自体を変更するものではない。また、特許文献1に開示された超電導コイルは、モータを構成するロータやステータに用いる超電導コイルとして用いられる、いわゆるレーストラック型の超電導コイルとは構成が異なっている。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 does not change the total strength itself of the magnetic flux penetrating the superconducting coil. The superconducting coil disclosed in Patent Document 1 is different in configuration from a so-called racetrack type superconducting coil used as a superconducting coil used for a rotor and a stator constituting a motor.

ここで、図12は、従来の超電導モータのロータとステータが構成される領域の断面図である。言い換えれば図12は、後述する図1の線分XII−XIIにおける断面図である。   Here, FIG. 12 is a cross-sectional view of a region where a rotor and a stator of a conventional superconducting motor are formed. In other words, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.

図12に示す超電導モータのモータ本体部30においては、たとえばロータ10にはロータコア13、ステータ20にはステータコア23と呼ばれる鉄心から構成される領域が存在する。これらの領域を巻回するようにロータコイル11およびステータコイル21が配置されている。   In the motor main body 30 of the superconducting motor shown in FIG. 12, for example, the rotor 10 has a region composed of an iron core called a rotor core 13 and the stator 20 called a stator core 23. The rotor coil 11 and the stator coil 21 are arranged so as to wind these regions.

特に、図12に示す超電導モータには、モータを構成するロータおよびステータのそれぞれにおいて、磁場が強い領域が存在する。具体的には、図12にて丸点線にて囲まれた領域1aおよび領域1bである。領域1aは、図12の中心部に存在するロータのロータコイル11が巻回されたロータコア13の側部において、もっとも外側の領域である。また領域1bは、ロータの外周部に存在するステータのステータコイル21が巻回されたステータコア23の側部において、もっとも内側の領域である。これらの領域は、発明者がシミュレーションなどを用いて検討したところ、磁場の強度が高くなりやすい。   In particular, the superconducting motor shown in FIG. 12 has a region where the magnetic field is strong in each of the rotor and the stator constituting the motor. Specifically, a region 1a and a region 1b surrounded by a dotted line in FIG. The region 1a is the outermost region in the side portion of the rotor core 13 around which the rotor coil 11 of the rotor existing in the center of FIG. 12 is wound. The region 1b is the innermost region in the side portion of the stator core 23 around which the stator coil 21 of the stator existing on the outer periphery of the rotor is wound. These regions tend to increase the strength of the magnetic field when the inventor studied using simulations and the like.

そして、上記のような超電導モータなどの超電導機器において強い磁場が発生する場合には、上述した特許文献1のように超電導コイルを貫通する磁束を、超電導コイルの内部に配置された磁界分布調整部材に集束するだけでは超電導コイルに対する磁場の影響を十分低減することが難しく、磁場による超電導コイル特性の劣化が依然として大きな問題となっていた。   When a strong magnetic field is generated in a superconducting device such as the superconducting motor as described above, a magnetic field distribution adjusting member arranged inside the superconducting coil with a magnetic flux penetrating the superconducting coil as in Patent Document 1 described above. However, it is difficult to sufficiently reduce the influence of the magnetic field on the superconducting coil, and deterioration of the superconducting coil characteristics due to the magnetic field is still a big problem.

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、電気特性の劣化を抑制することが可能な超電導コイル体、および当該超電導コイル体を用いた超電導機器を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a superconducting coil body capable of suppressing deterioration of electrical characteristics and a superconducting device using the superconducting coil body.

本発明に係る超電導コイル体は、レーストラック型コイルと、レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体である。レーストラック型コイルの直線部およびコアの側方に対向してかつ、コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える。   The superconducting coil body according to the present invention is a superconducting coil body including a racetrack coil and a core disposed on the inner peripheral surface side of the racetrack coil. There is provided a magnetic flux line guiding member facing the straight portion of the racetrack coil and the side of the core and having a length equal to or longer than the length of the straight portion of the core.

なお、ここでレーストラック型コイルの内周面とは、パンケーキ状に巻回された超電導線材のうちコアに対向する最も内側の面をいい、当該コイルの外周面とは、レーストラック型コイルの巻回されるコアから最も離れた、最も外側の面をいう。   Here, the inner peripheral surface of the racetrack type coil means the innermost surface facing the core among the superconducting wires wound in a pancake shape, and the outer peripheral surface of the coil is the racetrack type coil. The outermost surface that is farthest from the core around which the wire is wound.

上述したように本発明に係る超電導コイル体は、レーストラック型コイルの直線部およびコアの側方に対向するように、具体的にはレーストラック型コイルの直線部の全体およびコアの側方(コアの、レーストラック型コイルの内周面に対向した側面)の全体とに対向するように、コアの直線部の延在方向に関してコアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える。上記磁場による磁束(磁束線)は、レーストラック型コイルの直線部の全体において、コアの側方端部の一方(レーストラック型コイルの内周面側へコアを挿入したときの挿入方向における一方端部)からレーストラック型コイルの外周面の外側を回りこんでコアの側方端部の他方に向かう方向に発生する。ただし、レーストラック型コイルに電流が流れることにより発生する電磁石にはN極とS極とが存在する。このため、上述した磁束線と同一ライン上に逆方向(すなわち上記コアの側方端部の他方から上記コアの側方端部の一方へ)に進行する磁束も存在する。   As described above, the superconducting coil body according to the present invention is, specifically, the entire straight portion of the racetrack type coil and the side of the core so as to face the straight portion of the racetrack type coil and the side of the core ( Magnetic flux line induction having a length equal to or longer than the length of the straight portion of the core with respect to the extending direction of the straight portion of the core so as to face the whole of the core (the side face facing the inner peripheral surface of the racetrack coil). A member is provided. The magnetic flux (flux lines) generated by the magnetic field is one of the side end portions of the core in the entire linear portion of the racetrack coil (one in the insertion direction when the core is inserted into the inner peripheral surface of the racetrack coil). From the end portion) around the outer peripheral surface of the racetrack coil and in the direction toward the other side end portion of the core. However, the electromagnet generated when a current flows through the racetrack coil has an N pole and an S pole. For this reason, there is also a magnetic flux traveling in the opposite direction (that is, from the other side end of the core to one side end of the core) on the same line as the magnetic flux lines described above.

ここでレーストラック型コイルの直線部およびコアの側方に対向するように(より具体的にはコアの側方端部の一方または他方の少なくともいずれかと対向するとともにレーストラック型コイルの直線部の端面(より好ましくは当該端面および当該端面に連なる上記外周面)と対向するように)磁束線誘導部材を配置する。この磁束線誘導部材は、特にレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在することが好ましい。   Here, the linear portion of the racetrack coil and the side of the core are opposed to each other (more specifically, the linear portion of the racetrack coil is opposed to at least one of the side end portions of the core and the other). A magnetic flux line guiding member is disposed so as to face the end face (more preferably, the end face and the outer peripheral face connected to the end face). This magnetic flux line guiding member preferably extends in a direction along the direction from the inner peripheral surface of the racetrack coil to the outer peripheral surface.

このようにすれば、コアの側方端部からレーストラック型コイルの外周面側に回りこむ磁束線のうち、レーストラック型コイルを貫通するように進む磁束線を、当該レーストラック型コイルに隣接し、内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在する磁束線誘導部材を通過するように集束することができる。つまり、レーストラック型コイルを貫通しない様に磁束線を誘導することができる。したがって、レーストラック型コイルを貫通するように磁束線が通ることを抑制することができ、レーストラック型コイルにおける超電導特性の劣化を抑制することができる。   In this way, among the magnetic flux lines that circulate from the side edge of the core to the outer peripheral surface side of the racetrack type coil, the magnetic flux lines that pass through the racetrack type coil are adjacent to the racetrack type coil. And it can focus so that it may pass the magnetic flux line | wire induction member extended in the direction along the direction which goes to an outer peripheral surface from an internal peripheral surface. That is, the magnetic flux lines can be induced so as not to penetrate the racetrack coil. Therefore, it is possible to suppress the passage of magnetic flux lines so as to penetrate the racetrack type coil, and it is possible to suppress deterioration of superconducting characteristics in the racetrack type coil.

本発明に係る超電導コイル体において、磁束線誘導部材は、レーストラック型コイルの外周面側においてコアが挿入される方向(たとえばレーストラック型コイルが複数積層される場合には、当該積層される方向)に沿った方向に延在する突起状の領域を含むことが好ましい。また、当該突起状の領域は、コアから見てレーストラック型コイルの外周面より外側に位置することが好ましい。   In the superconducting coil body according to the present invention, the magnetic flux line guiding member is arranged in the direction in which the core is inserted on the outer peripheral surface side of the racetrack coil (for example, when a plurality of racetrack coils are stacked, the direction in which the cores are stacked). It is preferable to include a protrusion-like region extending in a direction along). Further, it is preferable that the protruding region is located outside the outer peripheral surface of the race track type coil as viewed from the core.

ここで、上述したコアが挿入される方向またはレーストラック型コイルが複数積層される方向とは、上述したレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に交差する方向である。このようにすれば、たとえばレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に、磁束線誘導部材を通過した磁束線について、レーストラック型コイルの外周面側に当該磁束線が到達した段階で、その進行方向を突起状の領域に沿う方向に変更することができる。したがって、当該突起状の領域の位置を調整することで、磁束線が当該領域の延びる方向に向きを変える位置を任意に設定することができる。たとえば、レーストラック型コイルの外周面付近の領域、とくに外周面より外側に位置するように突起状の領域を配置すれば、当該領域に到達した磁束線を、レーストラック型コイルの外周面より外側を通るように案内することができる。この結果、磁束線がレーストラック型コイルに進入することを抑制することができる。   Here, the direction in which the above-described core is inserted or the direction in which a plurality of racetrack coils are stacked is a direction that intersects the direction from the inner circumferential surface of the racetrack coil to the outer circumferential surface. In this way, for example, with respect to the magnetic flux lines that have passed through the magnetic flux line guiding member in the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the race track type coil, the magnetic flux lines have reached the outer peripheral surface side of the race track type coil. Thus, the traveling direction can be changed to a direction along the protruding region. Therefore, by adjusting the position of the projecting region, it is possible to arbitrarily set the position at which the magnetic flux lines change the direction in which the region extends. For example, if a region near the outer peripheral surface of the race track type coil, in particular, a protruding region is positioned so as to be located outside the outer peripheral surface, the magnetic flux lines that have reached the region are outside the outer peripheral surface of the race track type coil. You can be guided through. As a result, the magnetic flux lines can be prevented from entering the race track type coil.

本発明に係る超電導コイル体において、磁束線誘導部材は、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分からレーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在することが好ましい。   In the superconducting coil body according to the present invention, the magnetic flux line guiding member is formed from the center portion of the race track type coil from the inner peripheral surface and the outer peripheral surface in the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the race track type coil. It is preferable to extend so as to face a region up to the outer peripheral surface of the coil.

レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分からレーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するとは、当該領域において磁束線誘導部材はレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在することを意味する。レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう距離の半分以上の長さ分、磁束線誘導部材が当該内周面から外周面に向かう方向に延在することが好ましい。少なくとも上記長さ分だけレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に延在するよう磁束線誘導部材を配置することにより、磁束線誘導部材の上記外周面側端部はレーストラック型コイルの外周面近傍にまで確実に到達する。このため、さらに確実にレーストラック型コイルを貫通しようとする磁束線を、磁束線誘導部材を介してレーストラック型コイルを通らない領域(外周面より外側の領域)へ案内することができる。   Opposing to the region from the center part of the inner and outer peripheral surfaces of the racetrack type coil to the outer peripheral surface of the racetrack type coil means that the magnetic flux line guiding member in the region is from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the racetrack type coil. It means to extend in a direction along the direction toward. It is preferable that the magnetic flux line guiding member extends in a direction from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface by a length equal to or more than half the distance from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the racetrack coil. By arranging the magnetic flux line guiding member so as to extend in the direction from the inner circumferential surface of the race track type coil to the outer circumferential surface by at least the length, the outer circumferential surface side end of the magnetic flux line guiding member is a race track type. It reaches the vicinity of the outer peripheral surface of the coil without fail. For this reason, it is possible to more reliably guide the magnetic flux lines that attempt to penetrate the racetrack type coil to a region that does not pass the racetrack type coil (region outside the outer peripheral surface) via the magnetic flux line guiding member.

本発明に係る超電導コイル体において、磁束線誘導部材は鋼板からなることが好ましい。このようにすれば、磁束線誘導部材を比較的入手が容易で安価な材料である鋼板を用いて形成するので、本発明による超電導コイル体の製造コストが増大することを抑制できる。   In the superconducting coil body according to the present invention, the magnetic flux line guiding member is preferably made of a steel plate. In this way, since the magnetic flux line guiding member is formed using a steel plate that is a relatively easily available and inexpensive material, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the superconducting coil body according to the present invention.

上述した本発明に係る超電導コイル体を用いた、たとえばモータなどの超電導機器は、超電導コイルの超電導特性の劣化が抑制される。したがって、より高い電気特性を備え、かつ高い磁場を印加することにより、高い駆動力を提供することができる、モータなどの超電導機器を提供することができる。   In a superconducting device such as a motor using the superconducting coil body according to the present invention described above, deterioration of the superconducting characteristics of the superconducting coil is suppressed. Therefore, it is possible to provide a superconducting device such as a motor that has higher electrical characteristics and can provide a high driving force by applying a high magnetic field.

本発明に係るロータは、レーストラック型コイルと、上記レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体を用いたロータである。超電導コイル体には、上記レーストラック型コイルの直線部および上記コアの側方に対向してかつ、上記コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える。   The rotor according to the present invention is a rotor using a superconducting coil body including a racetrack type coil and a core disposed on the inner peripheral surface side of the racetrack type coil. The superconducting coil body includes a magnetic flux line induction member that is opposed to the linear portion of the racetrack coil and the side of the core and has a length that is equal to or longer than the length of the linear portion of the core.

上述した本発明に係る超電導コイル体を用いた超電導機器であるたとえばモータ(超電導モータ)を構成するロータは、特にレーストラック型コイルが巻回されたロータコアの側部において、最も外側の領域(外周側)の磁場が強くなる。このため、このような強い磁場が発生する領域の近傍に配置されたレーストラック型コイルは、内周面から外周面に向かう方向(レーストラック型コイルの超電導線材の厚み方向に沿った方向)に磁束が貫通する可能性がある。あるいは逆方向すなわちレーストラック型コイルを外周面から内周面に向かう方向に磁束が貫通する可能性もある。いずれにせよ、このように磁束が貫通すると、当該レーストラック型コイルの電気特性が劣化する可能性がある。   A rotor constituting a superconducting device using a superconducting coil body according to the present invention described above, for example, a motor (superconducting motor) is an outermost region (outer periphery), particularly in a side portion of a rotor core around which a racetrack coil is wound. Side) magnetic field becomes stronger. For this reason, the racetrack type coil arranged in the vicinity of the region where such a strong magnetic field is generated is directed in the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface (the direction along the thickness direction of the superconducting wire of the racetrack type coil). Magnetic flux may penetrate. Alternatively, the magnetic flux may penetrate through the racetrack type coil in the reverse direction, that is, in the direction from the outer peripheral surface toward the inner peripheral surface. In any case, if the magnetic flux penetrates in this way, the electrical characteristics of the racetrack coil may be deteriorated.

そこでロータのレーストラック型コイルに対して上述したように磁束線誘導部材を配置する。このようにすれば、レーストラック型コイルを厚み方向に沿った方向に貫通しようとする磁束を、隣接する磁束線誘導部材を通過するように誘導することができる。このようにすれば、レーストラック型コイルを磁束が貫通することを抑制することができる。したがって、レーストラック型コイルの超電導特性の劣化を抑制することができる。なお、このロータに用いられる磁束線誘導部材は、特に磁場の強いロータコアの外周側において、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在することが好ましい。   Therefore, the magnetic flux line guiding member is arranged as described above with respect to the racetrack type coil of the rotor. If it does in this way, the magnetic flux which is going to penetrate a race track type coil in the direction along the thickness direction can be guided so that it may pass through an adjacent magnetic flux line induction member. If it does in this way, it can control that magnetic flux penetrates a race track type coil. Therefore, deterioration of the superconducting characteristics of the racetrack type coil can be suppressed. The magnetic flux line guiding member used in the rotor preferably extends in a direction along the direction from the inner peripheral surface of the racetrack coil to the outer peripheral surface on the outer peripheral side of the rotor core having a strong magnetic field.

上述したロータに用いられる磁束線誘導部材についても、レーストラック型コイルの外周面側において前記コアが挿入される方向に沿った方向に延在する突起状の領域を含むことが好ましい。当該磁束線誘導部材は、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、上記レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から上記レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在することが好ましい。このようにすればさらに確実に、レーストラック型コイルを貫通しようとする磁束線を、磁束線誘導部材を介してレーストラック型コイルを通らない領域へ案内することができる。さらに、ロータの当該磁束線誘導部材は鋼板からなることが好ましい。   The magnetic flux line guide member used for the rotor described above also preferably includes a protruding region extending in the direction along the direction in which the core is inserted on the outer peripheral surface side of the racetrack coil. The magnetic flux line guiding member extends from the central portion of the racetrack coil to the outer periphery of the racetrack coil in the direction from the inner periphery to the outer periphery of the racetrack coil. It is preferable to extend so as to face the region. In this way, the magnetic flux lines that are about to penetrate the racetrack type coil can be more reliably guided to the region that does not pass through the racetrack type coil via the magnetic flux line guide member. Furthermore, the magnetic flux line guiding member of the rotor is preferably made of a steel plate.

本発明に係るステータは、レーストラック型コイルと、上記レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体を用いたステータである。超電導コイル体には、上記レーストラック型コイルの直線部および上記コアの側方に対向してかつ、上記コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える。   The stator according to the present invention is a stator using a superconducting coil body including a racetrack type coil and a core disposed on the inner peripheral surface side of the racetrack type coil. The superconducting coil body includes a magnetic flux line induction member that is opposed to the linear portion of the racetrack coil and the side of the core and has a length that is equal to or longer than the length of the linear portion of the core.

上述した本発明に係る超電導コイル体を用いた超電導機器であるたとえばモータ(超電導モータ)を構成するステータは、特にレーストラック型コイルが巻回されたステータコアの側部において、最も内側の領域(中央側)の磁場が強くなる。   A stator constituting a superconducting device using a superconducting coil body according to the present invention described above, for example, a motor (superconducting motor), is an innermost region (center) particularly in a side portion of a stator core around which a racetrack coil is wound. Side) magnetic field becomes stronger.

このため、ステータについてもロータと同様に、磁場が強くなる領域の近傍に、磁束線誘導部材を配置する。このようにすれば、レーストラック型コイルを磁束が貫通することを抑制することができる。したがって、レーストラック型コイルの超電導特性の劣化を抑制することができる。なお、このステータに用いられる磁束線誘導部材は、特に磁場の強いステータコアの中央側において、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在することが好ましい。   For this reason, as with the rotor, the magnetic flux line guiding member is disposed in the vicinity of the region where the magnetic field becomes strong. If it does in this way, it can control that magnetic flux penetrates a race track type coil. Therefore, deterioration of the superconducting characteristics of the racetrack type coil can be suppressed. The magnetic flux line guiding member used in this stator preferably extends in a direction along the direction from the inner peripheral surface of the racetrack coil to the outer peripheral surface on the center side of the stator core having a strong magnetic field.

上述したステータに用いられる磁束線誘導部材についても、レーストラック型コイルの外周面側において前記コアが挿入される方向に沿った方向に延在する突起状の領域を含むことが好ましい。当該磁束線誘導部材は、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、上記レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から上記レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在することが好ましい。このようにすればさらに確実に、レーストラック型コイルを貫通しようとする磁束線を、磁束線誘導部材を介してレーストラック型コイルを通らない領域へ案内することができる。さらに、ステータの当該磁束線誘導部材は鋼板からなることが好ましい。   The magnetic flux line guiding member used for the stator described above also preferably includes a protruding region extending in a direction along the direction in which the core is inserted on the outer peripheral surface side of the racetrack coil. The magnetic flux line guiding member extends from the central portion of the racetrack coil to the outer periphery of the racetrack coil in the direction from the inner periphery to the outer periphery of the racetrack coil. It is preferable to extend so as to face the region. In this way, the magnetic flux lines that are about to penetrate the racetrack type coil can be more reliably guided to the region that does not pass through the racetrack type coil via the magnetic flux line guide member. Further, the magnetic flux line guiding member of the stator is preferably made of a steel plate.

本発明によれば、電気特性の劣化を抑制することが可能な超電導コイル体を提供することができる。また、当該超電導コイル体を用いた、高い電流により高強度の磁場を発生させ、高い駆動力を供給することが可能な超電導機器(モータ)や、モータを構成するロータやステータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the superconducting coil body which can suppress deterioration of an electrical property can be provided. Also, it is possible to provide a superconducting device (motor) capable of generating a high-intensity magnetic field with a high current and supplying a high driving force, and a rotor and a stator constituting the motor using the superconducting coil body. it can.

本発明の実施の形態1に係るモータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るモータの断面の態様を示す、図1の線分II−IIにおける概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in line segment II-II of FIG. 1 which shows the aspect of the cross section of the motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図2における一のステータスロットの内部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the inside of one status lot in FIG. 2. 図2における一のロータスロットの内部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the inside of one rotor slot in FIG. 2. 図3における磁束線誘導部材とレーストラック型コイルとの寸法の関係を示すための拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view for showing a dimensional relationship between a magnetic flux line guiding member and a racetrack type coil in FIG. 3. 本発明の実施の形態2に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7に係るモータの、図5と同一領域の拡大図である。It is an enlarged view of the same area | region as FIG. 5 of the motor which concerns on Embodiment 7 of this invention. 従来の超電導モータに関する、図1の線分XII−XIIにおける断面図である。It is sectional drawing in the segment XII-XII of FIG. 1 regarding the conventional superconducting motor.

以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態について説明する。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす要素には同一の参照符号を付し、その説明は、特に必要がなければ繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless particularly necessary.

(実施の形態1)
図1、図2を参照して、本発明の実施の形態1に係るモータ100は、回転子であるロータ10と、ロータ10の周囲に配置されたステータ20とからなるモータ本体部30と、ロータ10の回転を出力する負荷に接続される出力軸18とを備える。出力軸18は回転するため、ベアリング35によりステータ20に回転可能に固定される。
(Embodiment 1)
Referring to FIGS. 1 and 2, a motor 100 according to Embodiment 1 of the present invention includes a motor body 30 including a rotor 10 that is a rotor and a stator 20 that is disposed around the rotor 10, and And an output shaft 18 connected to a load that outputs the rotation of the rotor 10. Since the output shaft 18 rotates, the output shaft 18 is rotatably fixed to the stator 20 by a bearing 35.

ロータ10は、出力軸18の長軸方向に延びる外周面の周囲に形成されたロータ軸16を含む。また、ロータ10は、ロータ軸16の、出力軸18に交差する断面における中央部分(出力軸18が配置されている領域)から放射状に、ロータ軸16の外周面(外周部)から突出するように延びるロータコア13と、ロータコア13に巻回されたロータコイル11とを含んでいる。ステータ20は、ロータ軸16の、出力軸18に交差する断面において、ロータ10の周囲を囲むように配置されており、磁界を発生させるステータコイル21と、ステータコイル21を含むステータ20の本体をなすステータコア23とを含んでいる。   The rotor 10 includes a rotor shaft 16 formed around an outer peripheral surface extending in the long axis direction of the output shaft 18. Further, the rotor 10 projects radially from the outer peripheral surface (outer peripheral portion) of the rotor shaft 16 from the central portion (region where the output shaft 18 is disposed) in the cross section intersecting the output shaft 18 of the rotor shaft 16. And a rotor coil 11 wound around the rotor core 13. The stator 20 is disposed so as to surround the rotor 10 in a cross section intersecting the output shaft 18 of the rotor shaft 16, and includes a stator coil 21 that generates a magnetic field, and a main body of the stator 20 including the stator coil 21. And a stator core 23 formed.

ロータ10における各ロータコイル11は、図1に示すように、たとえば鉄で形成された各ロータコア13の長手方向の側面を覆うようにレーストラック形状をなすように複数回巻回(ターン)されたレーストラック型コイルを複数個積層した超電導コイルである。各ロータコイル11を構成するレーストラック型コイルは、超電導線材をパンケーキ巻きすることにより、レーストラック型コイルとしての態様をなしている。ステータ20における各ステータコイル21も同様に、図2に示すようにロータ10の配置される方向に(すなわちモータ本体部30の中央側に)たとえば鉄で形成されたステータコア23が突出する領域を覆うように複数回巻回(ターン)されたレーストラック型コイルを複数個積層した超電導コイルである。各ステータコイル21を構成するレーストラック型コイルは、超電導線材をパンケーキ巻きすることにより、レーストラック型コイルとしての態様をなしている。なお、図1においては図を見やすくするため、図2に示したステータコア23やステータコイル21、コイル冷却容器17などについては図示を省略している。   As shown in FIG. 1, each rotor coil 11 in the rotor 10 is wound (turned) a plurality of times so as to form a racetrack shape so as to cover the longitudinal side surface of each rotor core 13 formed of, for example, iron. This is a superconducting coil in which a plurality of racetrack coils are laminated. The race track type coil constituting each rotor coil 11 forms a race track type coil by pancake winding a superconducting wire. Similarly, each stator coil 21 in the stator 20 covers a region where a stator core 23 made of, for example, iron protrudes in the direction in which the rotor 10 is arranged (that is, on the central side of the motor main body 30) as shown in FIG. Thus, a superconducting coil in which a plurality of racetrack coils wound in a plurality of turns are laminated. The race track type coil constituting each stator coil 21 is configured as a race track type coil by pancake winding a superconducting wire. In FIG. 1, the stator core 23, the stator coil 21, the coil cooling container 17, and the like shown in FIG.

図1、図2に示すように、モータ100におけるロータコイル11およびステータコイル21は、レーストラック型コイルが3層積層された構成となっている。ロータコイル11およびステータコイル21を構成する複数個のレーストラック型コイルは、超電導線材により形成された超電導コイルである。以上のような配置とすることにより、レーストラック型コイルに電流を流すことで当該モータ100の駆動力の発生源となる磁場を発生することができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor coil 11 and the stator coil 21 in the motor 100 have a configuration in which three layers of racetrack coils are laminated. The plurality of racetrack coils constituting the rotor coil 11 and the stator coil 21 are superconducting coils formed of a superconducting wire. With the above arrangement, it is possible to generate a magnetic field that is a source for generating the driving force of the motor 100 by passing a current through the racetrack coil.

なお、上述したロータコイル11およびステータコイル21を構成する各レーストラック型コイルに用いる超電導線材は、超電導層を含む積層構造を有する薄膜超電導線材であってもよいし、超電導体としての粉末をチューブに充填し、伸線加工、焼結処理などを行なうことにより形成した超電導線材であってもよい。また、当該超電導線材に用いる超電導体の材質としては、たとえばBi(ビスマス)系やY(イットリウム)系などの酸化物から構成される、酸化物超電導線材を用いることが好ましい。酸化物超電導線材は、金属超電導線材に比べて高温で超電導体としての機能を発揮しうるため、酸化物超電導線材を用いることにより、たとえばコイルを冷却する設備の簡素化などを図ることができる。   The superconducting wire used for each racetrack type coil constituting the rotor coil 11 and the stator coil 21 described above may be a thin film superconducting wire having a laminated structure including a superconducting layer, or powder as a superconductor may be used as a tube. It may be a superconducting wire formed by filling a wire and performing wire drawing, sintering, or the like. Moreover, as a material of the superconductor used for the superconducting wire, it is preferable to use an oxide superconducting wire made of an oxide such as Bi (bismuth) or Y (yttrium). Since the oxide superconducting wire can exhibit a function as a superconductor at a higher temperature than the metal superconducting wire, the use of the oxide superconducting wire can simplify the facility for cooling the coil, for example.

超電導線材から構成される当該レーストラック型コイルを冷却するために、図2に示すように、ロータスロット12やステータスロット22の内部の、レーストラック型コイルの巻回される周囲にコイル冷却容器17が配置される。異なる観点から言えば、ロータスロット12やステータスロット22の内部を満たすコイル冷却容器17の内部にロータコイル11またはステータコイル21が配置されている。   In order to cool the racetrack type coil composed of the superconducting wire, as shown in FIG. 2, the coil cooling vessel 17 is provided around the racetrack type coil around the rotor slot 12 and the status lot 22. Is placed. If it says from a different viewpoint, the rotor coil 11 or the stator coil 21 will be arrange | positioned inside the coil cooling container 17 which fills the inside of the rotor slot 12 and the status lot 22. FIG.

図1に示すように、各ロータコイル11の周囲には磁束線誘導部材60が配置されている。より具体的には当該磁束線誘導部材60は、図2の断面図に示すように、ロータスロット12の内部の、ロータコイル11が配置された領域の周囲に配置された部材である。図2の断面図に示すように、ロータコイル11の周囲に配置された磁束線誘導部材60と同様の態様をなす磁束線誘導部材50が、ステータスロット22の内部の、ステータコイル21が配置された領域の周囲に配置されている。   As shown in FIG. 1, a magnetic flux line guiding member 60 is disposed around each rotor coil 11. More specifically, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the magnetic flux line guiding member 60 is a member disposed around the region where the rotor coil 11 is disposed inside the rotor slot 12. As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the magnetic flux line guiding member 50 having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 60 disposed around the rotor coil 11 is disposed in the stator coil 21 inside the status lot 22. Around the area.

図1に示すように、磁束線誘導部材60は、レーストラック型コイルの直線部(図1におけるロータコイル11の左右方向に延在する直線部)に対向するように配置されることが好ましい。また、磁束線誘導部材60の長さ(レーストラック型コイルの直線部に沿った方向における長さ)は、当該レーストラック型コイルの直線部の長さより長くなっている、あるいは当該直線部に沿った方向におけるロータコア13の長さより長くなっていることが好ましい。つまり、磁束線誘導部材60は、レーストラック型コイルの直線部全体と対向するように配置されることが好ましい。なお、図1では、磁束線誘導部材60はその配置を示すために模式的に矩形状の枠として記載されている。しかし、実際は図2からわかるようにロータコイル11の直線部の外周側に一部重なるように、磁束線誘導部材60は断面がT字型(図2参照)となっている。また、たとえば図2や図3、図4のステータスロット22およびロータスロット12の拡大図に示すように、磁束線誘導部材50、60は、部材側方51、61のように、それぞれステータコア23の側方(ステータコア側方部24)、ロータコア13の側方(ロータコア側方部14)に対向する位置にまで延在することが好ましい。ここで側方とは、ロータコア13およびステータコア23の、レーストラック型コイルの内周面と対向する側面のことである。   As shown in FIG. 1, the magnetic flux line guiding member 60 is preferably disposed so as to face the straight portion of the racetrack coil (the straight portion extending in the left-right direction of the rotor coil 11 in FIG. 1). Further, the length of the magnetic flux line guiding member 60 (the length in the direction along the straight portion of the race track type coil) is longer than the length of the straight portion of the race track type coil or along the straight portion. It is preferable that the length is longer than the length of the rotor core 13 in that direction. That is, the magnetic flux line guiding member 60 is preferably arranged so as to face the entire straight portion of the racetrack coil. In FIG. 1, the magnetic flux line guiding member 60 is schematically illustrated as a rectangular frame in order to show its arrangement. However, as can be seen from FIG. 2, the magnetic flux line guiding member 60 has a T-shaped cross section (see FIG. 2) so as to partially overlap the outer peripheral side of the linear portion of the rotor coil 11. Further, for example, as shown in the enlarged views of the status lot 22 and the rotor slot 12 in FIGS. 2, 3, and 4, the magnetic flux line guiding members 50 and 60 are respectively formed on the stator core 23 like the member sides 51 and 61. It is preferable to extend to a position facing the side (stator core side portion 24) and the side of the rotor core 13 (rotor core side portion 14). Here, the side is a side surface of the rotor core 13 and the stator core 23 facing the inner peripheral surface of the racetrack coil.

また、当該磁束線誘導部材50、60は、それぞれ対向するロータコア13やステータコア23の、特に側方の直線部の長さ以上の長さを有することが好ましい。以上より当該磁束線誘導部材50、60は、ロータコア13やステータコア23の側方の直線部の全体に対向することが好ましい。また、ロータコイル11やステータコイル21を構成する各レーストラック型コイルの直線部は、対向するロータコア13やステータコア23の側方の直線部の全体に対向する。したがって、当該磁束線誘導部材50、60は、それぞれロータコイル11、ステータコイル21の各レーストラック型コイルの直線部の全体に対向することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said magnetic flux-line induction | guidance | derivation members 50 and 60 have the length more than the length of the linear part of the rotor core 13 and the stator core 23 which oppose each, respectively. From the above, it is preferable that the magnetic flux line guiding members 50 and 60 face the entire linear portion on the side of the rotor core 13 and the stator core 23. Further, the straight portions of the racetrack coils constituting the rotor coil 11 and the stator coil 21 face the entire straight portions on the sides of the opposing rotor core 13 and stator core 23. Therefore, it is preferable that the magnetic flux line guiding members 50 and 60 face the entire straight portion of each racetrack type coil of the rotor coil 11 and the stator coil 21, respectively.

磁束線誘導部材50、60は、図2および図3、図4に示すように、各レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在する領域を備えることが好ましい。より具体的には、当該領域の、図3および図4に示す1対の端部(ロータコア13およびステータコア23に対向する部材側方51、61)同士を結ぶ領域(異なる観点から言えば、ロータ10の外周側面に沿って延びる領域、あるいはレーストラック型コイルの内周面と外周面とをつなぐ端面に沿って延びる領域)を備えることが好ましい。   As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the magnetic flux line guiding members 50 and 60 include a region extending in a direction along the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of each racetrack coil. preferable. More specifically, the region (members 51, 61 facing the rotor core 13 and the stator core 23) of the pair of end portions shown in FIG. 3 and FIG. It is preferable that a region extending along the outer peripheral side surface of 10 or a region extending along an end surface connecting the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the racetrack coil is provided.

たとえばロータコア13に巻回されたロータコイル11をなす個々のレーストラック型コイルは、電流が流れることにより周囲に磁場を発生する。これは概ね、レーストラック型コイルを構成する超電導線材の幅方向に沿った方向である。すなわちたとえば図3に示すステータコイル21の上下方向に沿った方向である。しかしながら、たとえば図3のようにレーストラック型コイル(ステータコイル21)が2層積層されている場合において、図3の最上部や最下部については当該磁束が湾曲する。すなわち図3の磁束59のように、レーストラック型コイルを構成する超電導線材の厚み方向に沿った方向(図3における左側から右側)に進行する磁束が発生する。これは当該レーストラック型コイルが巻回されたステータコア23の存在により磁束が湾曲されることによるものである。   For example, each racetrack type coil that forms the rotor coil 11 wound around the rotor core 13 generates a magnetic field around it when a current flows. This is generally a direction along the width direction of the superconducting wire constituting the racetrack coil. That is, for example, the direction along the vertical direction of the stator coil 21 shown in FIG. However, for example, when the racetrack coil (stator coil 21) is laminated in two layers as shown in FIG. 3, the magnetic flux is curved at the uppermost part and the lowermost part of FIG. That is, like the magnetic flux 59 of FIG. 3, the magnetic flux which progresses in the direction (from the left side in FIG. 3 to the right side) along the thickness direction of the superconducting wire constituting the racetrack coil is generated. This is because the magnetic flux is bent by the presence of the stator core 23 around which the racetrack coil is wound.

このことを図3を参照しながらより詳細に検討する。ステータコイル21を構成する個々のレーストラック型コイルには、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向、すなわち磁束59の始点側の方向(屈曲する前の進行方向)に磁場が印加される(磁場が通過する)。ステータコイル21はステータコア23の周囲を巻回するように配置されて図3に示す断面形状をなしている。レーストラック型コイルにおいて複数回巻回される超電導線材が積層される方向に沿った方向が、上記超電導線材の厚み方向であり、図3における左右方向である。磁束59の始点側での方向は図3における左右方向であるため、レーストラック型コイルを構成する超電導線材の厚み方向に沿った方向(図3における左側から右側)に進行する磁束59が発生する。するとステータコイル21のレーストラック型コイル(超電導線材)を流れる電流に対して、臨界電流値を低下させたり、クエンチングなどの不具合を生じさせたりなどの、電気特性の劣化を招く。   This will be examined in more detail with reference to FIG. A magnetic field is applied to the individual racetrack coils constituting the stator coil 21 in the direction from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the racetrack coil, that is, in the direction toward the starting point side of the magnetic flux 59 (the traveling direction before bending). (The magnetic field passes). The stator coil 21 is arranged so as to wind around the stator core 23 and has a cross-sectional shape shown in FIG. The direction along the direction in which the superconducting wires wound a plurality of times in the racetrack coil are stacked is the thickness direction of the superconducting wire, which is the left-right direction in FIG. Since the direction on the starting point side of the magnetic flux 59 is the left-right direction in FIG. 3, the magnetic flux 59 traveling in the direction along the thickness direction of the superconducting wire constituting the racetrack coil (from the left side to the right side in FIG. 3) is generated. . As a result, the electrical characteristics of the stator coil 21 such as a critical current value and a problem such as quenching are deteriorated with respect to the current flowing through the racetrack coil (superconducting wire).

ところが上記の磁束線誘導部材50は、当該磁束線誘導部材50を通過するように周囲に存在する磁束線を集束したり、周囲に存在する磁束線の印加される方向を制御したりする役割を有する。したがって図3の磁束59が示すように、たとえばステータコイル21を構成する1つのレーストラック型コイルを内周面側から外周面側に、レーストラック型コイルを貫通するように通過しようとする磁束が、レーストラック型コイルに隣接する磁束線誘導部材50により引き寄せられる。このため当該磁束59は、レーストラック型コイルを厚み方向に貫通せず、磁束線誘導部材50を通るようになる。したがって磁束線誘導部材50は、磁束59がレーストラック型コイルを、特に超電導線材の厚み方向に沿った方向に通過することを抑制する役割を有する。このため、レーストラック型コイルに流れる電流の電気特性の劣化を抑制することができる。   However, the magnetic flux line guiding member 50 has a role of focusing the magnetic flux lines existing around the magnetic flux line guiding member 50 and controlling the direction in which the magnetic flux lines existing around are applied. Have. Therefore, as indicated by the magnetic flux 59 in FIG. 3, for example, a magnetic flux that attempts to pass through one race track type coil constituting the stator coil 21 from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side so as to penetrate the race track type coil. The magnetic flux line guide member 50 adjacent to the racetrack coil is attracted. For this reason, the magnetic flux 59 does not pass through the racetrack type coil in the thickness direction but passes through the magnetic flux line guiding member 50. Therefore, the magnetic flux line guiding member 50 has a role of suppressing the magnetic flux 59 from passing through the racetrack coil, particularly in the direction along the thickness direction of the superconducting wire. For this reason, it is possible to suppress the deterioration of the electrical characteristics of the current flowing through the racetrack coil.

以上のように1つのレーストラック型コイルを内周面側から外周面側に、レーストラック型コイルを貫通するように通過しようとする磁束線を集束するために、当該磁束線誘導部材50は、レーストラック型コイルの内周面側から外周面側に向かう方向に沿った方向(レーストラック型コイルの厚み方向に沿った方向)に延在することが好ましい。このようにすれば、図3の磁束59に示すようにレーストラック型コイルを貫通しようとする磁束を、容易に磁束線誘導部材50を通過させるように誘導することができる。また、ステータにおいては、磁束線誘導部材50が、ロータの回転方向に延びるフランジ部を有することが好ましい。また、当該フランジ部の端部がステータコアの側方の一方端部(内周側端部)に隣接する位置にまで延在することが好ましい。また異なる観点から言えば、当該フランジ部はステータにおいて隣接するステータコイルの端面上にまたがるように延在していてもよい。また、隣接するステータコイルの間の領域において、フランジ部表面から、隣接するステータコイルの対向する外周面に沿った方向に延びる突起状領域52を磁束線誘導部材50が含んでいてもよい。   As described above, in order to focus the magnetic flux lines that attempt to pass through one race track type coil from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side so as to penetrate the race track type coil, the magnetic flux line guide member 50 includes: It is preferable to extend in the direction along the direction from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the race track type coil (the direction along the thickness direction of the race track type coil). In this way, as shown by the magnetic flux 59 in FIG. 3, it is possible to easily induce the magnetic flux that attempts to penetrate the racetrack coil to pass through the magnetic flux line guiding member 50. In the stator, it is preferable that the magnetic flux line guide member 50 has a flange portion extending in the rotation direction of the rotor. Moreover, it is preferable that the edge part of the said flange part extends to the position adjacent to the one edge part (inner peripheral side edge part) of the side of a stator core. From another point of view, the flange portion may extend so as to straddle the end surface of the adjacent stator coil in the stator. Moreover, in the area | region between adjacent stator coils, the magnetic flux line induction member 50 may contain the protrusion-like area | region 52 extended in the direction along the outer peripheral surface which the adjacent stator coil opposes from the flange part surface.

なお、図3において磁束59は、レーストラック型コイルの内周面側から外周面側に向かう方向に進行した後、分岐点53において屈曲し、突起状領域52を通過している。しかしこれと逆方向に、突起状領域52を通過した後、分岐点53において屈曲し、レーストラック型コイルの外周面側から内周面側に向かって進行する磁束も存在しうる。   In FIG. 3, the magnetic flux 59 travels in the direction from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the racetrack type coil, then bends at the branch point 53 and passes through the protruding region 52. However, there may also be a magnetic flux that passes through the protruding region 52 in the opposite direction and then bends at the branch point 53 and travels from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side of the racetrack coil.

以上と同様のことがロータコイル11における磁束線誘導部材60についてもいえる。すなわち図4に示すように、磁束線誘導部材の1対の端部(部材側方61)同士を結ぶ領域が、ロータコイル11を構成する各レーストラック型コイルの厚み方向に沿った方向(内周面から外周面に向かう方向)に延在している。この領域が、各レーストラック型コイルの内周面から外周面に向けてレーストラック型コイルを貫通しようとする磁束を、磁束69の始点側の方向(屈曲する前の進行方向)に、磁束線誘導部材60を通過するよう誘導することができる。したがって磁束線誘導部材60は、磁束69がレーストラック型コイルを、特に超電導線材の厚み方向に沿った方向に通過することを抑制する役割を有する。このため、レーストラック型コイルの超電導特性の劣化を抑制することができる。   The same applies to the magnetic flux line guiding member 60 in the rotor coil 11. That is, as shown in FIG. 4, the region connecting the pair of end portions (member side 61) of the magnetic flux line guiding members is a direction along the thickness direction of each race track type coil constituting the rotor coil 11 (inner It extends in the direction from the circumferential surface to the outer circumferential surface. This region causes a magnetic flux line to be transmitted in the direction toward the starting point of the magnetic flux 69 (the direction of travel before bending) of the magnetic flux 69 that attempts to penetrate the racetrack coil from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of each racetrack coil. The guide member 60 can be guided to pass. Therefore, the magnetic flux line guiding member 60 has a role of suppressing the magnetic flux 69 from passing through the racetrack coil, particularly in the direction along the thickness direction of the superconducting wire. For this reason, deterioration of the superconducting characteristics of the racetrack coil can be suppressed.

また、ロータにおいては、磁束線誘導部材60が、ロータの回転方向に延びるフランジ部を有することが好ましい。また、当該フランジ部の端部がロータコアの側方の一方端部(外周側端部)に隣接する位置にまで延在することが好ましい。また異なる観点から言えば、当該フランジ部はロータにおいて隣接するロータコイルの端面上にまたがるように延在していてもよい。また、隣接するロータコイルの間の領域において、フランジ部表面から、隣接するロータコイルの対向する外周面に沿った方向に延びる突起状領域62を磁束線誘導部材60が含んでいてもよい。   Further, in the rotor, it is preferable that the magnetic flux line guiding member 60 has a flange portion extending in the rotation direction of the rotor. Moreover, it is preferable that the edge part of the said flange part extends to the position adjacent to the one edge part (outer peripheral side edge part) of the side of a rotor core. From another point of view, the flange portion may extend so as to straddle the end surface of the adjacent rotor coil in the rotor. Moreover, in the area | region between adjacent rotor coils, the magnetic flux line induction member 60 may contain the protrusion-like area | region 62 extended in the direction along the outer peripheral surface which the adjacent rotor coil opposes from the flange part surface.

なお、図4において磁束69は、レーストラック型コイルの内周面側から外周面側に向かう方向に進行した後、分岐点63において屈曲し、突起状領域62を通過している。しかしこれと逆方向に、突起状領域62を通過した後、分岐点63において屈曲し、レーストラック型コイルの外周面側から内周面側に向かって進行する磁束も存在しうる。   In FIG. 4, the magnetic flux 69 travels in the direction from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the racetrack type coil, then bends at the branch point 63 and passes through the protruding region 62. However, there may also be a magnetic flux that passes through the protruding region 62 in the opposite direction and then bends at the branch point 63 and travels from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side of the racetrack coil.

以上の磁束59、69は、レーストラック型コイルの直線部(図1におけるロータコイル11の左右方向に延在する直線部)の全体において発生する。このため上述したように、レーストラック型コイルの直線部の全体において磁束線誘導部材50、60を配置することが好ましい(図1参照)。また、当該磁束59、69は、レーストラック型コイルに電流を流すことによりレーストラック型コイルの周囲全体に発生する。したがって、当該コアの側方、すなわちコアがレーストラック型コイルの内周面と対向する側面に対向する位置の全体において磁束線誘導部材50、60を配置してもよい。このようにすれば、レーストラック型コイルにおける超電導特性に影響を及ぼす可能性を与える方向に進行する磁束を高い割合で制御することができる。   The above magnetic fluxes 59 and 69 are generated in the entire straight portion of the racetrack coil (the straight portion extending in the left-right direction of the rotor coil 11 in FIG. 1). For this reason, as described above, it is preferable to arrange the magnetic flux line guiding members 50 and 60 in the entire straight portion of the racetrack coil (see FIG. 1). Further, the magnetic fluxes 59 and 69 are generated around the entire racetrack type coil by passing a current through the racetrack type coil. Therefore, the magnetic flux line guiding members 50 and 60 may be arranged on the side of the core, that is, the entire position where the core faces the side surface facing the inner peripheral surface of the racetrack coil. In this way, it is possible to control the magnetic flux traveling in the direction giving the possibility of affecting the superconducting characteristics in the racetrack coil at a high rate.

なお上述したように、ロータコイル11やステータコイル21が発生する磁場の強い領域は、たとえば図2の断面図に丸点線で示す高磁場領域1a、1bである。高磁場領域1aは図2の中心部に存在するロータ10のロータコイル11が巻回されたロータコア13の側部において、もっとも外側の領域(外周側)である。また高磁場領域1bは、ロータ10の外周部に存在するステータ20のステータコイル21が巻回されたステータコア23の側部において、もっとも内側の領域(中央側)である。すなわち当該中央側においては特に、レーストラック型コイルに流れる電流(超電導)により大きな磁場が発生する。このため、中央側に配置されたレーストラック型コイルを構成する超電導線材の厚み方向に沿った方向に進行する磁束が特に大きくなりやすい。したがって、図2および図3に示すように、磁束線誘導部材50の1対の端部(部材側方51)同士を結ぶ領域は、ステータコイル21の内側(中央側)に配置されることが好ましい。同様に、ロータコイル11においては、外周側に配置されたレーストラック型コイルを構成する超電導線材の厚み方向に沿った方向に進行する磁束が特に大きくなりやすい。したがって、図2および図4に示すように、磁束線誘導部材60の1対の端部(部材側方61)同士を結ぶ領域は、ロータコイル11の外側(外周側)に配置されることが好ましい。   As described above, the strong magnetic field regions generated by the rotor coil 11 and the stator coil 21 are, for example, the high magnetic field regions 1a and 1b indicated by the dotted line in the cross-sectional view of FIG. The high magnetic field region 1a is the outermost region (outer peripheral side) in the side portion of the rotor core 13 around which the rotor coil 11 of the rotor 10 existing in the center of FIG. 2 is wound. Further, the high magnetic field region 1 b is the innermost region (center side) in the side portion of the stator core 23 around which the stator coil 21 of the stator 20 existing on the outer peripheral portion of the rotor 10 is wound. That is, particularly in the center side, a large magnetic field is generated by the current (superconductivity) flowing through the racetrack coil. For this reason, the magnetic flux which progresses in the direction along the thickness direction of the superconducting wire which comprises the racetrack type coil arrange | positioned at the center side tends to become especially large. Therefore, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the region connecting the pair of end portions (member side 51) of the magnetic flux line guiding member 50 may be disposed on the inner side (center side) of the stator coil 21. preferable. Similarly, in the rotor coil 11, the magnetic flux traveling in the direction along the thickness direction of the superconducting wire constituting the racetrack coil disposed on the outer peripheral side tends to be particularly large. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 4, the region connecting the pair of end portions (member side 61) of the magnetic flux line guiding member 60 may be disposed outside (outer peripheral side) of the rotor coil 11. preferable.

このようにすれば、当該磁束線誘導部材50、60のうちレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った領域が、高磁場領域1a、1bに近い領域に配置されることになる。したがって当該領域において、より高効率にレーストラック型コイルを貫通しようとする磁束を集束することができる。したがってより確実に、レーストラック型コイルを、特に超電導線材の厚み方向に沿った方向に磁束が通過することを抑制することができる。   If it does in this way, the area | region along the direction which goes to the outer peripheral surface from the inner peripheral surface of a race track type | mold coil among the said magnetic flux line induction members 50 and 60 will be arrange | positioned in the area | region close to the high magnetic field area | region 1a, 1b. become. Therefore, in this region, it is possible to focus the magnetic flux that attempts to penetrate the racetrack coil with higher efficiency. Therefore, it is possible to more reliably prevent the magnetic flux from passing through the racetrack coil, particularly in the direction along the thickness direction of the superconducting wire.

つまり、特に図3に示すステータにおいては、ステータコアの側面の一方端部である内周側端部(図3の下方端部)において磁場の強い領域が形成されるため、当該領域の近傍にまで磁束線誘導部材50の端部が延びている(磁束線誘導部材50の端部がステータコアの側面の一方端部に隣接する位置にまで延びている)ことで、より確実に磁束線を磁束線誘導部材50へ集束することができる。また、特に図4に示すロータにおいては、ロータコアの側面の一方端部である外周側端部(図4の上方端部)において磁場の強い領域が形成されるため、当該領域の近傍にまで磁束線誘導部材60の端部が延びている(磁束線誘導部材60の端部がロータコアの側面の一方端部に隣接する位置にまで延びている)ことで、より確実に磁束線を磁束線誘導部材60へ集束することができる。   That is, in the stator shown in FIG. 3 in particular, a region having a strong magnetic field is formed at the inner peripheral side end (lower end in FIG. 3) which is one end of the side surface of the stator core. The end portion of the magnetic flux line guiding member 50 extends (the end portion of the magnetic flux line guiding member 50 extends to a position adjacent to one end portion of the side surface of the stator core), so that the magnetic flux lines can be more reliably routed. It can be focused on the guide member 50. In particular, in the rotor shown in FIG. 4, a region having a strong magnetic field is formed at the outer peripheral side end (upper end in FIG. 4), which is one end of the side surface of the rotor core. The end of the wire guiding member 60 extends (the end of the magnetic flux guiding member 60 extends to a position adjacent to one end of the side surface of the rotor core), so that the magnetic flux lines can be guided more reliably. It can be focused on the member 60.

また、上述したように、以上に述べた磁束線誘導部材50、60は、図2および図3、図4に示すように、ロータコイル11およびステータコイル21を構成する各レーストラック型コイルが複数(3層)積層される方向に沿った方向(レーストラック型コイルの内周面側においてロータコア13またはステータコア23が挿入される方向)に延在する上述した突起状領域52、62を含むことが好ましい。より具体的には、たとえば図3に示すように、ステータスロット22の磁束線誘導部材50は、図2に示す断面において、磁束線誘導部材50の部材側方51同士を結ぶ領域に交差する(図3における上下方向に延在する)領域である突起状領域52を備えている。これは分岐点53から、図3における上下方向に延伸する領域である。突起状領域52の延在する、図3における上下方向とは、ステータコイル21を構成する各レーストラック型コイルが積層される方向に沿った方向である。同様に、図4のロータスロット12の磁束線誘導部材60は、磁束線誘導部材60の部材側方61同士を結ぶ領域に交差する(図4における上下方向に延在する)領域である突起状領域62を備えている。これは分岐点63から、図4における上下方向に延伸する領域である。   Further, as described above, the magnetic flux line guiding members 50 and 60 described above include a plurality of racetrack type coils constituting the rotor coil 11 and the stator coil 21 as shown in FIGS. (3 layers) including the above-described protruding regions 52 and 62 extending in a direction along the direction of lamination (a direction in which the rotor core 13 or the stator core 23 is inserted on the inner peripheral surface side of the racetrack coil). preferable. More specifically, for example, as shown in FIG. 3, the magnetic flux line guiding member 50 of the status lot 22 intersects with a region connecting the member side portions 51 of the magnetic flux line guiding member 50 in the cross section shown in FIG. A protruding region 52 that is a region extending in the vertical direction in FIG. 3 is provided. This is a region extending from the branch point 53 in the vertical direction in FIG. The up-down direction in FIG. 3 in which the protruding region 52 extends is a direction along the direction in which the racetrack coils constituting the stator coil 21 are laminated. Similarly, the magnetic flux line guiding member 60 of the rotor slot 12 of FIG. 4 is a protruding shape that is an area that intersects the area 61 connecting the side parts 61 of the magnetic flux line guiding member 60 (extends in the vertical direction in FIG. 4). A region 62 is provided. This is a region extending from the branch point 63 in the vertical direction in FIG.

たとえば突起状領域52(分岐点53付近の領域)においては、磁束線誘導部材50の部材側方51同士を結ぶ左右方向に延在する領域の厚み方向(図3における上下方向)における厚みが他の領域より大きくなっている。このように厚みが大きくなった領域を突起状領域52と定義している。磁束線誘導部材60の突起状領域62についても同様である。   For example, in the protruding region 52 (region near the branching point 53), the thickness in the thickness direction (vertical direction in FIG. 3) of the region extending in the left-right direction connecting the member side portions 51 of the magnetic flux line guiding member 50 is different. It is larger than the area. The region where the thickness is increased in this way is defined as the protruding region 52. The same applies to the protruding region 62 of the magnetic flux line guiding member 60.

このような構成としておけば、以下に述べる効果を奏することができる。ここでたとえば図3に示すように、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に進行する磁束が磁束線誘導部材50に誘導され、磁束線誘導部材50の一方の部材側方51から磁束線誘導部材50中を進行する場合を考える。   With such a configuration, the following effects can be achieved. Here, for example, as shown in FIG. 3, a magnetic flux traveling in a direction along the direction from the inner peripheral surface of the racetrack coil to the outer peripheral surface is guided to the magnetic flux line guiding member 50, and one of the magnetic flux line guiding members 50 is Consider a case in which the magnetic flux line guiding member 50 is advanced from the member side 51.

仮に磁束線誘導部材50が突起状領域52を備えず、1対の部材側方51を結ぶ領域のみから構成されていれば、たとえば当該磁束線誘導部材50の延在する終点が、図3における一方のレーストラック型コイルの外周面付近である場合、当該終点から磁束59が磁束線誘導部材の外部に漏洩する。すると当該磁束59は、磁束線誘導部材50が配置されたレーストラック型コイルに隣接(対向)する他のレーストラック型コイルの外周面から、当該他のレーストラック型コイルの内部に侵入する可能性がある。このようにして当該他のレーストラック型コイルに進入した磁束59は、当該隣接するレーストラック型コイルの外周面から内周面に向かう方向に、レーストラック型コイルの厚み方向に沿った方向に進行する成分を有する場合がある。すると結局、磁束59が当該他のレーストラック型コイルからなるステータコイルにおける電気特性に影響を及ぼす可能性がある。   If the magnetic flux line guiding member 50 is not provided with the protruding region 52 and is composed only of a region connecting the pair of member side portions 51, for example, the end point at which the magnetic flux line guiding member 50 extends is shown in FIG. In the case of the vicinity of the outer peripheral surface of one of the racetrack coils, the magnetic flux 59 leaks to the outside of the magnetic flux line guiding member from the end point. Then, there is a possibility that the magnetic flux 59 may enter the inside of the other race track type coil from the outer peripheral surface of another race track type coil adjacent to (facing) the race track type coil in which the magnetic flux line guiding member 50 is disposed. There is. The magnetic flux 59 that has entered the other race track type coil in this way proceeds in a direction along the thickness direction of the race track type coil in a direction from the outer peripheral surface of the adjacent race track type coil to the inner peripheral surface. It may have a component to do. Eventually, the magnetic flux 59 may affect the electrical characteristics of the stator coil made up of the other racetrack coil.

そこで、図3に示す磁束線誘導部材50のように、分岐点53から、部材側方51同士を結ぶ方向に延在する領域に交差する突起状領域52を設ける。このようにすれば図3における左側のレーストラック型コイルの内周面側の部材側方51から進入し、磁束線誘導部材50を通過する磁束59は、分岐点53において、部材側方51同士を結ぶ方向からこれに交差する方向へと進行方向を転向し、図3における上下方向へ進行する。   Therefore, like the magnetic flux line guiding member 50 shown in FIG. 3, a protruding region 52 that intersects with a region extending from the branch point 53 in the direction connecting the member side portions 51 is provided. In this way, the magnetic flux 59 that enters from the member side 51 on the inner peripheral surface side of the left racetrack coil in FIG. 3 and passes through the magnetic flux line guide member 50 is separated from the member side 51 at the branch point 53. The direction of travel is changed from the direction connecting the two to the direction intersecting this, and proceeds in the vertical direction in FIG.

したがって当該磁束59が、図3における右側のレーストラック型コイルの外周面から内周面に沿った方向に、これを貫通するように進行する可能性を低減することができる。このため、突起状領域52の存在により、さらに確実にレーストラック型コイルの超電導特性の劣化を抑制することができる。   Therefore, it is possible to reduce the possibility that the magnetic flux 59 travels in a direction along the inner peripheral surface from the outer peripheral surface of the right racetrack coil in FIG. For this reason, the presence of the projecting region 52 can more reliably suppress the deterioration of the superconducting characteristics of the racetrack coil.

図4に示すロータスロット12における磁束線誘導部材60においても上述した磁束線誘導部材50と同様の効果を奏する。すなわち図4における左側のレーストラック型コイルの内周面側の部材側方61から進入し、磁束線誘導部材60を通過する磁束59は、分岐点63において進行方向を転向して突起状領域62中を進行する。   The magnetic flux line guiding member 60 in the rotor slot 12 shown in FIG. 4 has the same effect as the magnetic flux line guiding member 50 described above. That is, the magnetic flux 59 that enters from the member side 61 on the inner peripheral surface side of the left racetrack type coil in FIG. 4 and passes through the magnetic flux line guiding member 60 turns in the traveling direction at the branch point 63 to project the projecting region 62. Proceed through.

以上に述べた磁束線誘導部材50、60において、レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に延在する領域のうち、レーストラック型コイルに対向する領域の長さの割合が多いことが好ましい。具体的には図5に示すステータコイル21の磁束線誘導部材50において、図5における左右方向に延在する領域のうち、レーストラック型コイルと対向する部分の長さlは、レーストラック型コイルの内周面から外周面までの、超電導線材の厚み方向に沿った長さlの1/2以上有することが好ましい。すなわち、図5に示すように、長さlはレーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分54から外周面までの長さ以上となっていることが好ましい。すなわち上記中央部分54から外周面までの領域の全体について、磁束線誘導部材50の部材側方51同士を結ぶ領域(図5の左右方向)が対向していることが好ましい。 In the magnetic flux line guiding members 50 and 60 described above, the length of the region facing the racetrack coil among the regions extending in the direction from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the racetrack coil. It is preferable that the ratio is large. Specifically, in the magnetic flux line guiding member 50 of the stator coil 21 shown in FIG. 5, the length l 1 of the portion facing the race track type coil in the region extending in the left-right direction in FIG. from the inner circumferential surface of the coil to the outer surface, it is preferable to have more than half of the length l 2 along the thickness direction of the superconducting wire. That is, as shown in FIG. 5, the length l 1 is preferably equal to or longer than the length from the central portion 54 to the outer peripheral surface of the inner and outer peripheral surfaces of the racetrack coil. That is, it is preferable that the region (the left-right direction in FIG. 5) connecting the member side portions 51 of the magnetic flux line guiding member 50 is opposed to the entire region from the central portion 54 to the outer peripheral surface.

このようにすれば、レーストラック型コイルを貫通するように進行する磁束59を、磁束線誘導部材50のレーストラック型コイルと対向する広い領域において磁束線誘導部材50の方へ集束することができる。したがって、長さlが長いほど、磁束線誘導部材50が磁束59を磁束線誘導部材50の方へ集束する効果が大きくなる。その結果、さらに確実にレーストラック型コイルの超電導特性の劣化を抑制することができる。 In this way, the magnetic flux 59 traveling so as to penetrate the racetrack type coil can be focused toward the magnetic flux line guide member 50 in a wide region facing the racetrack type coil of the magnetic flux line guide member 50. . Therefore, the longer the length l 1, the greater the effect that the magnetic flux line guiding member 50 focuses the magnetic flux 59 toward the magnetic flux line guiding member 50. As a result, it is possible to more reliably suppress the deterioration of the superconducting characteristics of the racetrack type coil.

また、図5に示す突起状領域52の厚み(高さ)hは、レーストラック型コイルの外周面の広い領域と対向することが好ましい。特に、レーストラック型コイルの積層される外周面の全体に対向するだけの厚みhを有することが好ましい。ただし、特に図5に示すようにステータコイル21やロータコイル11を構成するレーストラック型コイルが3層積層されており、当該レーストラック型コイル1層分の幅方向の寸法(図5における上下方向の寸法)が20mmである場合、厚みhは4mm以上有することが好ましい。このようにすれば、突起状領域52の延在する方向へ転向された磁束59が突起状領域52の延在する方向へ磁束線誘導部材50上を通過するため、当該磁束59がレーストラック型コイルの配置される方向へ漏洩することによるレーストラック型コイルの電気特性の劣化を抑制することができる。   Further, the thickness (height) h of the protruding region 52 shown in FIG. 5 is preferably opposed to a wide region on the outer peripheral surface of the racetrack coil. In particular, it is preferable to have a thickness h sufficient to face the entire outer peripheral surface on which the racetrack coil is laminated. However, in particular, as shown in FIG. 5, three layers of racetrack type coils constituting the stator coil 21 and the rotor coil 11 are laminated, and the dimension in the width direction of one layer of the racetrack type coil (the vertical direction in FIG. 5). ) Is 20 mm, the thickness h is preferably 4 mm or more. In this way, the magnetic flux 59 turned in the extending direction of the projecting region 52 passes over the magnetic flux line guiding member 50 in the extending direction of the projecting region 52, so that the magnetic flux 59 is a racetrack type. It is possible to suppress deterioration of the electrical characteristics of the racetrack coil due to leakage in the direction in which the coil is arranged.

なお、図5にはステータスロット22の内部に配置されたステータコイル21および磁束線誘導部材50を示している。しかし図示しないが、ロータスロット12の内部に配置された磁束線誘導部材60についても、磁束線誘導部材50と同様の長さlおよび厚みhを有することが好ましい。たとえば図4に示すように、ロータスロット12の内部の磁束線誘導部材60についても、レーストラック型コイル(ロータコイル11)の内周面と外周面との中央部分より内周面側に部材側方61が存在する。すなわち図4の磁束線誘導部材60は、レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から、レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在している。 Note that FIG. 5 shows the stator coil 21 and the magnetic flux line guiding member 50 arranged inside the status lot 22. However, although not shown, the magnetic flux line guiding member 60 disposed inside the rotor slot 12 preferably has the same length l 1 and thickness h as the magnetic flux line guiding member 50. For example, as shown in FIG. 4, the magnetic flux line guiding member 60 inside the rotor slot 12 also has a member side closer to the inner peripheral surface than the central portion between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the racetrack coil (rotor coil 11). Way 61 exists. That is, the magnetic flux line guiding member 60 in FIG. 4 extends so as to face a region from the central portion between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the race track type coil to the outer peripheral surface of the race track type coil.

また、以下においても、ステータスロット22の磁束線誘導部材50についてのみ図示し、これをもとに説明している。しかし、ロータスロット12の磁束線誘導部材60についても、すべて磁束線誘導部材50と同様の構成とすることができ、その場合同様の効果を有する。   In the following, only the magnetic flux line guiding member 50 of the status lot 22 is shown and described based on this. However, all of the magnetic flux line guiding members 60 of the rotor slot 12 can have the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50, and in that case, the same effect is obtained.

上述したような磁束線誘導部材50の、レーストラック型コイルを通過する磁束を制御する機能を高めるためには、当該磁束線誘導部材50を構成する材料としてたとえば鋼板を用いることが好ましい。また、磁束線誘導部材50には、珪素鋼板などの鋼板や、パーマロイ、スーパーマロイなどのニッケル鉄合金を材料として用いることが好ましい。   In order to enhance the function of the magnetic flux line guiding member 50 as described above to control the magnetic flux passing through the racetrack coil, it is preferable to use, for example, a steel plate as a material constituting the magnetic flux line guiding member 50. The magnetic flux line guiding member 50 is preferably made of a steel plate such as a silicon steel plate or a nickel iron alloy such as permalloy or supermalloy.

以上に述べたように本実施の形態1におけるモータ100では、ステータコイル21およびロータコイル11における超電導特性が向上される。また磁束についても、磁束線誘導部材50において方向などが制御されるものの、その全体としての強度が低下するわけではない。したがって、本実施の形態1における超電導機器としてのモータ100では、レーストラック型コイル(ステータコイル21とロータコイル11)とコア(ステータコア23およびロータコア13)、および磁束線誘導部材50からなる超電導コイル体の効果により、高い臨界電流値および強い磁場を提供することができる。   As described above, in the motor 100 according to the first embodiment, the superconducting characteristics in the stator coil 21 and the rotor coil 11 are improved. Moreover, although the direction etc. are controlled in the magnetic flux line induction member 50 also about the magnetic flux, the intensity | strength as the whole does not fall. Therefore, in motor 100 serving as a superconducting device in the first embodiment, a superconducting coil body including a racetrack coil (stator coil 21 and rotor coil 11), a core (stator core 23 and rotor core 13), and magnetic flux line induction member 50. As a result, a high critical current value and a strong magnetic field can be provided.

なお、本発明の実施の形態1に係るモータ100においては、ロータコイル11、ステータコイル21はレーストラック型コイルが複数個積層されていなくてもよい。つまり、ロータコイル11およびステータコイル21がそれぞれ単一のレーストラック型コイルにより構成されていてもよい。   In the motor 100 according to the first embodiment of the present invention, the rotor coil 11 and the stator coil 21 do not have to be laminated with a plurality of racetrack coils. That is, the rotor coil 11 and the stator coil 21 may each be constituted by a single racetrack type coil.

なお、以上に述べたモータ100においてはロータ10とステータ20との両方に対して磁束線誘導部材50、60を配置した態様としている。しかし状況に応じて、たとえばロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した磁束線誘導部材を配置し、他方のレーストラック型コイルはたとえば図12に示すレーストラック型コイルと同様としてもよい。   In the motor 100 described above, the magnetic flux line guiding members 50 and 60 are arranged with respect to both the rotor 10 and the stator 20. However, depending on the situation, for example, the above-described magnetic flux line guiding member is arranged only for one of the rotor 10 and the stator 20, and the other racetrack type coil is the same as the racetrack type coil shown in FIG. It is good.

(実施の形態2)
本実施の形態2におけるモータ100は、本実施の形態1におけるモータ100と基本的に同様の態様を備えている。しかし本実施の形態2におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の配置が本実施の形態1におけるモータ100と異なる。
(Embodiment 2)
The motor 100 according to the second embodiment has basically the same aspect as the motor 100 according to the first embodiment. However, the motor 100 according to the second embodiment is different from the motor 100 according to the first embodiment in the arrangement of the magnetic flux line guiding members 50.

具体的には、図6に示すように、1つのステータスロット22の内部に、磁束線誘導部材50が2台配置されている。つまり、図6における左側のステータコイル21から伸びる磁束を集束するための左側の磁束線誘導部材50と、図6における右側のステータコイル21から伸びる磁束を集束するための右側の磁束線誘導部材50とがステータスロット22の内部に配置されている。これらの磁束線誘導部材50の、図6の左右方向に延在する領域の一方の端部は、図5の本実施の形態1におけるモータ100の磁束線誘導部材50と同様の部材側方51である。しかし他方の端部については、分岐点53から部材側方51までの長さに比べて短い長さ分を当該分岐点53から隔てて対向端部55が存在する。   Specifically, as shown in FIG. 6, two magnetic flux line guiding members 50 are arranged inside one status lot 22. That is, the left magnetic flux line guiding member 50 for converging the magnetic flux extending from the left stator coil 21 in FIG. 6 and the right magnetic flux line guiding member 50 for converging the magnetic flux extending from the right stator coil 21 in FIG. Are arranged in the status lot 22. One end of a region extending in the left-right direction in FIG. 6 of these magnetic flux line guiding members 50 is a member side 51 similar to the magnetic flux line guiding member 50 of the motor 100 in the first embodiment in FIG. It is. However, with respect to the other end portion, an opposing end portion 55 exists with a length shorter than the length from the branch point 53 to the member side 51 being separated from the branch point 53.

本実施の形態2におけるモータ100では、モータ100における磁束線誘導部材50として、図5に示す磁束線誘導部材50の代わりに、図6に示す磁束線誘導部材50を用いる。つまり、上述したステータスロット22の内部に配置された磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材50を、ロータスロット12の内部に配置する。この場合においても図5における磁束線誘導部材50と同様に、一方のレーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向に沿った方向に進行する磁束を、図6の左右方向に延在する磁束線誘導部材50にて集束し、分岐点53を経由して突起状領域52を通過させることができる。   In the motor 100 according to the second embodiment, the magnetic flux line guiding member 50 shown in FIG. 6 is used as the magnetic flux line guiding member 50 in the motor 100 instead of the magnetic flux line guiding member 50 shown in FIG. That is, the magnetic flux line guiding member 50 having the same configuration as the magnetic flux line guiding member 50 disposed in the status lot 22 described above is disposed in the rotor slot 12. Also in this case, similarly to the magnetic flux line guiding member 50 in FIG. 5, the magnetic flux traveling in the direction along the direction from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of one of the racetrack coils extends in the left-right direction in FIG. Can be focused by the magnetic flux line guiding member 50 that passes through the protruding region 52 via the branch point 53.

また、図6における磁束線誘導部材50は、部材側方51から分岐点53まで磁束線誘導部材50を通過した磁束が分岐点53にて転向せず直進して対向端部55から磁束線誘導部材50の外部に放出された磁束についても、対向する他方の磁束線誘導部材50の対向端部55から磁束線誘導部材50上を通過させることができる。このため当該磁束線誘導部材50は、当該磁束がレーストラック型コイルを貫通するように通過し、当該レーストラック型コイルの電気特性が劣化することを抑制することができる。   Further, in the magnetic flux line guiding member 50 in FIG. 6, the magnetic flux that has passed through the magnetic flux line guiding member 50 from the member side 51 to the branching point 53 does not turn at the branching point 53 and goes straight, and the magnetic flux line induction from the opposite end 55. The magnetic flux released to the outside of the member 50 can also be passed over the magnetic flux line guiding member 50 from the opposing end 55 of the other opposing magnetic flux line guiding member 50. For this reason, the magnetic flux line guiding member 50 can suppress the magnetic flux from passing through the racetrack coil and deteriorating the electrical characteristics of the racetrack coil.

なお図示しないが、ロータスロット12の内部に配置された磁束線誘導部材60についても、上述した図6の磁束線誘導部材50と同様に2台配置してもよい。あるいは、ロータ10とステータ20とのいずれか一方のみ図6のように2台の磁束線誘導部材を配置し、他方については図5のように1台のみの磁束線誘導部材を配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。   Although not shown, two magnetic flux line guiding members 60 disposed inside the rotor slot 12 may be disposed in the same manner as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 6 described above. Alternatively, only one of the rotor 10 and the stator 20 may be provided with two magnetic flux line guiding members as shown in FIG. 6, and the other may be provided with only one magnetic flux line guiding member as shown in FIG. Good. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態2は以上の点についてのみ、実施の形態1と異なる。したがって実施の形態2について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態1に順ずる。   The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in the above points. Therefore, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the second embodiment are all in accordance with the first embodiment.

(実施の形態3)
本実施の形態3におけるモータ100は、本実施の形態2におけるモータ100と基本的に同様の態様を備えている。しかし本実施の形態3におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の形状が本実施の形態2におけるモータ100と異なる。具体的には図7に示すように、本実施の形態3の磁束線誘導部材50は、図6の磁束線誘導部材50における分岐点53に相当する領域から対向端部55に向かって延伸する領域が存在しない。
(Embodiment 3)
The motor 100 according to the third embodiment has basically the same mode as the motor 100 according to the second embodiment. However, the motor 100 according to the third embodiment is different from the motor 100 according to the second embodiment in the shape of the magnetic flux line guiding member 50. Specifically, as shown in FIG. 7, the magnetic flux line guide member 50 of the third embodiment extends from the region corresponding to the branch point 53 in the magnetic flux line guide member 50 of FIG. 6 toward the facing end portion 55. The area does not exist.

このように本実施の形態2(図6)における磁束線誘導部材50の分岐点53から対向端部55に向かって延伸する領域が存在しなくても、図7における磁束線誘導部材の部材側方51から左右に延在する領域において集束された磁束は、磁束線誘導部材50の延在する方向に沿って通過する。このため通常は分岐点53において突起状領域52の延在する方向に転向する。分岐点53において直進し、磁束線誘導部材50から食み出る磁束の割合は多くない。仮に食み出たとしても、対向する両磁束線誘導部材50に挟まれた領域の間隔は狭い。このため食み出た磁束は対向する他方の磁束線誘導部材50に容易に誘導され、当該磁束線誘導部材50上を進行することができる。したがって本実施の形態2における磁束線誘導部材50の代わりに本実施の形態3における磁束線誘導部材50を用いてもよい。また、上述した磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材60を、ロータスロット12の内部に配置してもよい。また、ロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した図7の磁束線誘導部材50と同様の態様を有する磁束線誘導部材を配置し、他方に対しては、たとえば図5や図6の磁束線誘導部材と同様のものを配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。   Thus, even if there is no region extending from the branch point 53 of the magnetic flux line guiding member 50 in the second embodiment (FIG. 6) toward the opposing end 55, the member side of the magnetic flux line guiding member in FIG. The magnetic flux focused in the region extending left and right from the direction 51 passes along the direction in which the magnetic flux line guiding member 50 extends. For this reason, it usually turns at the branch point 53 in the direction in which the protruding region 52 extends. The ratio of the magnetic flux that goes straight at the branch point 53 and oozes out from the magnetic flux line guiding member 50 is not large. Even if it protrudes, the space | interval of the area | region pinched by both the magnetic flux line induction members 50 which oppose is narrow. For this reason, the magnetic flux which protrudes is easily induced | guided | derived to the other opposing magnetic flux line guide member 50, and can advance on the said magnetic flux line guide member 50. FIG. Therefore, the magnetic flux line guiding member 50 according to the third embodiment may be used instead of the magnetic flux line guiding member 50 according to the second embodiment. Further, a magnetic flux line guiding member 60 having the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50 described above may be disposed inside the rotor slot 12. Further, only one of the rotor 10 and the stator 20 is provided with a magnetic flux line guiding member having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 7 described above. Or the same thing as the magnetic flux line guide member of FIG. 6 may be arrange | positioned. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態3は以上の点についてのみ、実施の形態2と異なる。したがって実施の形態3について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態2に順ずる。   The third embodiment of the present invention is different from the second embodiment only in the above points. Therefore, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like not described above for the third embodiment are all in accordance with the second embodiment.

(実施の形態4)
本実施の形態4におけるモータ100は、上述した各実施の形態におけるモータ100と基本的には同様の態様を備えている。しかし本実施の形態4におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の形状が上述した各実施の形態におけるモータ100と異なる。具体的には図8に示すように、本実施の形態4の磁束線誘導部材50は、図6の2台の磁束線誘導部材50の分岐点53から対向端部55までの領域を延長して接続し、1台の磁束線誘導部材50とした態様を備えている。異なる観点から言えば、本実施の形態4の磁束線誘導部材50は、図7の2台の磁束線誘導部材50の分岐点53に挟まれた領域を接続し、1台の磁束線誘導部材50とした態様を備えている。
(Embodiment 4)
The motor 100 according to the fourth embodiment has basically the same aspect as the motor 100 according to each of the above-described embodiments. However, the motor 100 according to the fourth embodiment is different from the motor 100 according to each embodiment described above in the shape of the magnetic flux line guiding member 50. Specifically, as shown in FIG. 8, the magnetic flux line guiding member 50 of the fourth embodiment extends the region from the branch point 53 to the opposite end portion 55 of the two magnetic flux line guiding members 50 of FIG. 6. And a single magnetic flux line guiding member 50 is provided. From a different point of view, the magnetic flux line guiding member 50 according to the fourth embodiment connects a region sandwiched between the branch points 53 of the two magnetic flux line guiding members 50 in FIG. 50 is provided.

このような構成とすれば、たとえば一方(左側)の部材側方51から分岐点53まで磁束線誘導部材50を通過した磁束が左側の分岐点53にて転向せず直進しても、右側の分岐点53に達しそこで転向して右側の突起状領域52上を進行することができる。あるいは右側の分岐点53において磁束線が転向せず直進しても、右側の突起状領域に向けて磁束線誘導部材50上を通過させることができる。このため当該磁束線誘導部材50は、当該磁束がレーストラック型コイルを貫通するように通過し、当該レーストラック型コイルの電気特性が劣化することをさらに確実に抑制することができる。また、上述した磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材60を、ロータスロット12の内部に配置してもよい。また、ロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した図8の磁束線誘導部材50と同様の態様を有する磁束線誘導部材を配置し、他方に対しては、たとえば図5〜図7の磁束線誘導部材と同様のものを配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。   With this configuration, for example, even if the magnetic flux that has passed through the magnetic flux line guiding member 50 from one (left side) side 51 to the branch point 53 does not turn at the left branch point 53 and goes straight, It can reach the branch point 53 and turn there to proceed on the right protruding region 52. Alternatively, even if the magnetic flux line does not turn at the right branch point 53 and goes straight, it can be passed over the magnetic flux line guiding member 50 toward the right protruding region. For this reason, the magnetic flux line guiding member 50 can further reliably suppress the magnetic flux from passing through the racetrack coil and deteriorating the electrical characteristics of the racetrack coil. Further, a magnetic flux line guiding member 60 having the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50 described above may be disposed inside the rotor slot 12. Further, only one of the rotor 10 and the stator 20 is provided with a magnetic flux line guiding member having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 8 described above, and for the other, for example, FIG. The thing similar to the magnetic flux line guide member of FIG. 7 may be arranged. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態4は以上の点についてのみ、上述した各実施の形態と異なる。したがって実施の形態4について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て上述した各実施の形態に順ずる。   The fourth embodiment of the present invention differs from the above-described embodiments only in the above points. Accordingly, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for Embodiment 4 are all in accordance with the above-described embodiments.

(実施の形態5)
本実施の形態5におけるモータ100は、本実施の形態1におけるモータ100と基本的に同様の態様を備えている。しかし本実施の形態5におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の形状が本実施の形態1におけるモータ100と異なる。
(Embodiment 5)
The motor 100 according to the fifth embodiment has basically the same mode as the motor 100 according to the first embodiment. However, the motor 100 according to the fifth embodiment is different from the motor 100 according to the first embodiment in the shape of the magnetic flux line guiding member 50.

具体的には、図9に示すように、磁束線誘導部材50の分岐点53において、突起状領域52が形成されているが、当該突起状領域52と磁束線誘導部材50の左右方向に延在する部分との接続部(分岐点53)のコーナ部56がR面形状を有している。これに対して上述した本実施の形態1におけるモータ100の磁束線誘導部材50は、当該部分が略垂直に立ち上がった角形状をなしている。   Specifically, as shown in FIG. 9, a projecting region 52 is formed at a branch point 53 of the magnetic flux line guiding member 50, but extends in the left-right direction of the projecting region 52 and the magnetic flux line guiding member 50. The corner portion 56 of the connecting portion (branch point 53) with the existing portion has an R surface shape. On the other hand, the magnetic flux line guide member 50 of the motor 100 according to the first embodiment described above has an angular shape in which the portion rises substantially vertically.

本実施の形態5の磁束線誘導部材50のように、分岐点においてコーナ部56をR面形状とすることにより、たとえば一方の部材側方51から分岐点53に向けて磁束線誘導部材50上を通過した磁束は、分岐点53にてよりスムーズに突起状領域52の方へ転向することができる。したがって、たとえば分岐点53にて磁束が上記のように転向せず、対向するレーストラック型コイルの外周面から当該レーストラック型コイルの厚み方向に沿った方向に貫通するように通過することをさらに確実に抑制することができる。このため当該磁束線誘導部材50は、当該磁束がレーストラック型コイルを貫通するように通過し、当該レーストラック型コイルの電気特性が劣化することをさらに確実に抑制することができる。また、上述した磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材60を、ロータスロット12の内部に配置してもよい。また、ロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した図9の磁束線誘導部材50と同様の態様を有する磁束線誘導部材を配置し、他方に対しては、たとえば図5〜図8の磁束線誘導部材と同様のものを配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。   As in the magnetic flux line guiding member 50 of the fifth embodiment, the corner portion 56 is formed into an R surface shape at the branching point, for example, on the magnetic flux line guiding member 50 from one member side 51 toward the branching point 53. The magnetic flux that has passed through can be more smoothly turned toward the protruding region 52 at the branch point 53. Therefore, for example, the magnetic flux does not turn at the branch point 53 as described above, but further passes through the outer peripheral surface of the facing racetrack coil so as to penetrate in the direction along the thickness direction of the racetrack coil. It can be reliably suppressed. For this reason, the magnetic flux line guiding member 50 can further reliably suppress the magnetic flux from passing through the racetrack coil and deteriorating the electrical characteristics of the racetrack coil. Further, a magnetic flux line guiding member 60 having the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50 described above may be disposed inside the rotor slot 12. Further, only one of the rotor 10 and the stator 20 is provided with a magnetic flux line guiding member having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 9 described above, and for the other, for example, FIG. -You may arrange | position the thing similar to the magnetic flux line induction member of FIG. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態5は以上の点についてのみ、実施の形態1と異なる。したがって実施の形態5について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態1に順ずる。   The fifth embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in the above points. Therefore, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the fifth embodiment are all in accordance with the first embodiment.

(実施の形態6)
本実施の形態6におけるモータ100は、本実施の形態2におけるモータ100と基本的に同様の態様を備えている。しかし本実施の形態6におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の形状が本実施の形態2におけるモータ100と異なる。具体的には、図10に示すように、一方のステータコイル21の内周面から外周面に向かう方向に沿った領域の厚みtと、突起状領域52が形成された領域である分岐点53より先端側(対向端部55側)の領域の厚みtとが異なる。具体的には、厚みtより厚みtの方が厚くなっている。
(Embodiment 6)
The motor 100 according to the sixth embodiment has basically the same mode as the motor 100 according to the second embodiment. However, the motor 100 according to the sixth embodiment is different from the motor 100 according to the second embodiment in the shape of the magnetic flux line guiding member 50. Specifically, as shown in FIG. 10, the thickness t 1 of the region along the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of one stator coil 21 and a branch point that is a region where the protruding region 52 is formed. The thickness t 2 of the region on the tip side (opposed end 55 side) from 53 is different. Specifically, towards the thickness t 2 than the thickness t 1 is thicker.

このようにすれば、ステータコイル21から最も離れた領域となる、左右のステータコイル21の間の中央部の領域において、磁束線誘導部材50の体積を相対的に大きくできる。この結果、ステータコイル21から伸びる磁束を、より確実にステータコイル21から離れた領域(対向端部55が位置する領域)へ磁束線誘導部材50を介して誘導することができる。また、突起状領域52の厚み(太さ)tについても、たとえばtと同じ厚みにするなど、磁束の通過する強さに応じて変更してもよい。また、上述した磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材60を、ロータスロット12の内部に配置してもよい。また、ロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した図10の磁束線誘導部材50と同様の態様を有する磁束線誘導部材を配置し、他方に対しては、たとえば図5〜図9の磁束線誘導部材と同様のものを配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。 In this way, the volume of the magnetic flux line guiding member 50 can be relatively increased in the central region between the left and right stator coils 21, which is the region farthest from the stator coil 21. As a result, the magnetic flux extending from the stator coil 21 can be more reliably guided to the region away from the stator coil 21 (the region where the opposed end portion 55 is located) via the magnetic flux line guiding member 50. Further, the thickness (thickness) t 3 of the protruding areas 52, for example, the same thickness as t 2, may be changed according to the strength to pass the magnetic flux. Further, a magnetic flux line guiding member 60 having the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50 described above may be disposed inside the rotor slot 12. Further, only one of the rotor 10 and the stator 20 is provided with a magnetic flux line guiding member having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 10 described above, and for the other, for example, FIG. -You may arrange | position the thing similar to the magnetic flux line induction member of FIG. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態6は以上の点についてのみ、実施の形態2と異なる。したがって実施の形態6について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態2に順ずる。   The sixth embodiment of the present invention is different from the second embodiment only in the above points. Therefore, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like not described above for the sixth embodiment are all in accordance with the second embodiment.

(実施の形態7)
本実施の形態7におけるモータ100は、本実施の形態1におけるモータ100と基本的に同様の態様を備えている。しかし本実施の形態7におけるモータ100は、磁束線誘導部材50の形状が本実施の形態1におけるモータ100と異なる。具体的には、図11に示すように、一方のステータコイル21の内周面から外周面に向かう方向に沿った領域の厚みtと、一方のステータコイル21に対向する他方のステータコイル21の内周面から外周面に向かう方向に沿った領域の厚みtとが異なる。
(Embodiment 7)
The motor 100 according to the seventh embodiment has basically the same mode as the motor 100 according to the first embodiment. However, the motor 100 according to the seventh embodiment is different from the motor 100 according to the first embodiment in the shape of the magnetic flux line guiding member 50. Specifically, as shown in FIG. 11, the thickness t 1 of the region along the direction from the inner peripheral surface of one stator coil 21 toward the outer peripheral surface, and the other stator coil 21 facing one stator coil 21. different regions and thicknesses t 2 of along a direction toward the outer circumference from the inner peripheral surface of.

ステータコイル21の内周面から外周面に向かう方向に沿った、図11における左右方向に延在する領域の一方の端部が部材側方51、他方の端部が部材側方57であると仮定する。たとえば図11における左側のステータコイル21が発生する磁場よりも、右側のステータコイル21が発生する磁場の方が強い場合、図11に示すように磁束線誘導部材50の左右方向に延在する領域に関して、左側のステータコイル21に対向する領域(部材側方51から分岐点53まで)の厚みtよりも右側のステータコイル21に対向する領域(部材側方57から分岐点53まで)の厚みtを大きくすることが好ましい。このようにすれば、右側のステータコイル21から伸びる、左側のステータコイル21よりも強い磁束を、より確実に磁束線誘導部材50に集束させることができる。また、突起状領域52の厚み(太さ)tについても、たとえばtと同じ厚みにするなど、磁束の通過する強さに応じて変更してもよい。また、上述した磁束線誘導部材50と同様の構成の磁束線誘導部材60を、ロータスロット12の内部に配置してもよい。また、ロータ10とステータ20とのいずれか一方に対してのみ、上述した図11の磁束線誘導部材50と同様の態様を有する磁束線誘導部材を配置し、他方に対しては、たとえば図5〜図10の磁束線誘導部材と同様のものを配置してもよい。あるいは状況に応じて、上記他方については磁束線誘導部材を配置しなくてもよい。 When one end of the region extending in the left-right direction in FIG. 11 along the direction from the inner peripheral surface of the stator coil 21 to the outer peripheral surface is the member side 51, the other end is the member side 57. Assume. For example, when the magnetic field generated by the right stator coil 21 is stronger than the magnetic field generated by the left stator coil 21 in FIG. 11, the region extending in the left-right direction of the magnetic flux line guiding member 50 as shown in FIG. regard, the thickness of the region facing the right side of the stator coil 21 than the thickness t 1 of the region opposed to the left side of the stator coil 21 (from member side 51 to the branch point 53) (the member side 57 to the branch point 53) it is preferable to increase the t 2. By doing so, the magnetic flux extending from the right stator coil 21 and stronger than the left stator coil 21 can be more reliably focused on the magnetic flux line guiding member 50. Further, the thickness (thickness) t 3 of the protruding areas 52, for example, the same thickness as t 2, may be changed according to the strength to pass the magnetic flux. Further, a magnetic flux line guiding member 60 having the same configuration as that of the magnetic flux line guiding member 50 described above may be disposed inside the rotor slot 12. Further, only one of the rotor 10 and the stator 20 is provided with a magnetic flux line guiding member having the same aspect as the magnetic flux line guiding member 50 of FIG. 11 described above, and for the other, for example, FIG. -You may arrange | position the thing similar to the magnetic flux line induction member of FIG. Or according to a condition, it is not necessary to arrange | position a magnetic flux line induction member about said other.

本発明の実施の形態7は以上の点についてのみ、実施の形態1と異なる。したがって実施の形態7について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態1に順ずる。   The seventh embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in the above points. Therefore, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the seventh embodiment are all in accordance with the first embodiment.

なお、以上に述べた各実施の形態における磁束線誘導部材50はいずれも、ステータコイル21の内周面から外周面に向かう方向に沿って延在する領域(部材側方51や分岐点53を含む)は、ステータコイル21の内側(モータ100の回転軸から外側に向かう径方向での内周側)に配置されている。しかし、当該左右方向に延在する領域を、ステータコイル21の外側(モータ100の回転軸から外側に向かう径方向での外周側)にも配置した構成を有する磁束線誘導部材50を用いてもよい。ロータスロット12の内部に配置する磁束線誘導部材60(図4参照)についても同様に、ロータコイル11の内周面から外周面に向かう方向に沿って延在する領域(部材側方51や分岐点53を含む)は、ロータコイル11の外側のみならず内側にも配置した構成としてもよい。   Note that the magnetic flux line guiding member 50 in each of the embodiments described above is a region extending along the direction from the inner peripheral surface of the stator coil 21 to the outer peripheral surface (the member side 51 and the branch point 53 are arranged). Is included inside the stator coil 21 (inner circumferential side in the radial direction from the rotation axis of the motor 100 to the outside). However, even when the magnetic flux line guiding member 50 having a configuration in which the region extending in the left-right direction is also arranged outside the stator coil 21 (outer peripheral side in the radial direction from the rotation axis of the motor 100 to the outside) is used. Good. Similarly, the magnetic flux line guiding member 60 (see FIG. 4) disposed inside the rotor slot 12 extends along the direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the rotor coil 11 (the member side 51 and the branch). (Including the point 53) may be arranged not only outside but also inside the rotor coil 11.

以上のように本発明の各実施の形態について説明を行なったが、今回開示した各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, it should be considered that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は超電導機器および、当該超電導機器に用いる超電導コイル体の電気特性を向上させる技術として、特に優れている。   The present invention is particularly excellent as a technique for improving the electrical characteristics of a superconducting device and a superconducting coil body used in the superconducting device.

1a,1b 高磁場領域、10 ロータ、11 ロータコイル、12 ロータスロット、13 ロータコア、14 ロータコア側方部、16 ロータ軸、17 コイル冷却容器、18 出力軸、20 ステータ、21 ステータコイル、22 ステータスロット、23 ステータコア、24 ステータコア側方部、30 モータ本体部、35 ベアリング、50,60 磁束線誘導部材、51,57,61 部材側方、52,62 突起状領域、53,63 分岐点、54 中央部分、55 対向端部、56 コーナ部、59,69 磁束、100 モータ。   1a, 1b High magnetic field region, 10 rotor, 11 rotor coil, 12 rotor slot, 13 rotor core, 14 rotor core side portion, 16 rotor shaft, 17 coil cooling vessel, 18 output shaft, 20 stator, 21 stator coil, 22 status lot , 23 Stator core, 24 Stator core side part, 30 Motor body part, 35 Bearing, 50, 60 Magnetic flux line guide member, 51, 57, 61 Member side part, 52, 62 Protruding region, 53, 63 Branch point, 54 Center Part, 55 opposite end part, 56 corner part, 59,69 magnetic flux, 100 motor.

Claims (13)

レーストラック型コイルと、
前記レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体であり、
前記レーストラック型コイルの直線部および前記コアの側方に対向してかつ、前記コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える、超電導コイル体。
A racetrack coil,
A superconducting coil body comprising a core disposed on the inner peripheral surface side of the racetrack coil;
A superconducting coil body comprising a magnetic flux line induction member facing the linear portion of the racetrack coil and the side of the core and having a length equal to or longer than the length of the linear portion of the core.
前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの外周面側において前記コアが挿入される方向に沿った方向に延在する突起状の領域を含む、請求項1に記載の超電導コイル体。   The superconducting coil body according to claim 1, wherein the magnetic flux line guiding member includes a protruding region extending in a direction along a direction in which the core is inserted on an outer peripheral surface side of the racetrack coil. 前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、前記レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から前記レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在する、請求項1または2に記載の超電導コイル体。   The magnetic flux line guiding member extends from a central portion between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the race track type coil to an outer peripheral surface of the race track type coil in a direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the race track type coil. The superconducting coil body according to claim 1, wherein the superconducting coil body extends so as to face the region. 前記磁束線誘導部材は鋼板からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超電導コイル体。   The superconducting coil body according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic flux line guiding member is made of a steel plate. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の超電導コイル体を用いた超電導機器。   A superconducting device using the superconducting coil body according to any one of claims 1 to 4. レーストラック型コイルと、
前記レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体を用いたロータであって、
前記超電導コイル体には、前記レーストラック型コイルの直線部および前記コアの側方に対向してかつ、前記コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備える、ロータ。
A racetrack coil,
A rotor using a superconducting coil body including a core disposed on an inner peripheral surface side of the racetrack coil;
The superconducting coil body includes a magnetic flux line guiding member that is opposed to a side of the straight portion of the racetrack coil and the side of the core and has a length equal to or longer than the length of the straight portion of the core.
前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの外周面側において前記コアが挿入される方向に沿った方向に延在する突起状の領域を含む、請求項6に記載のロータ。   7. The rotor according to claim 6, wherein the magnetic flux line guiding member includes a protruding region extending in a direction along a direction in which the core is inserted on an outer peripheral surface side of the racetrack coil. 前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、前記レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から前記レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在する、請求項6または7に記載のロータ。   The magnetic flux line guiding member extends from a central portion between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the race track type coil to an outer peripheral surface of the race track type coil in a direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the race track type coil. The rotor according to claim 6, wherein the rotor extends so as to face the region. 前記磁束線誘導部材は鋼板からなる、請求項6〜8のいずれか1項に記載のロータ。   The rotor according to any one of claims 6 to 8, wherein the magnetic flux line guiding member is made of a steel plate. レーストラック型コイルと、
前記レーストラック型コイルの内周面側に配置されたコアとを備える超電導コイル体を用いたステータであって、
前記超電導コイル体には、前記レーストラック型コイルの直線部および前記コアの側方に対向してかつ、前記コアの直線部の長さ以上の長さを有する磁束線誘導部材を備えるステータ。
A racetrack coil,
A stator using a superconducting coil body comprising a core disposed on the inner peripheral surface side of the racetrack-type coil,
A stator comprising a superconducting coil body provided with a magnetic flux line induction member facing the linear portion of the racetrack coil and the side of the core and having a length equal to or longer than the length of the linear portion of the core.
前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの外周面側において前記コアが挿入される方向に沿った方向に延在する突起状の領域を含む、請求項10に記載のステータ。   11. The stator according to claim 10, wherein the magnetic flux line guide member includes a protruding region extending in a direction along a direction in which the core is inserted on an outer peripheral surface side of the racetrack coil. 前記磁束線誘導部材は、前記レーストラック型コイルの内周面から外周面に向かう方向において、前記レーストラック型コイルの内周面と外周面との中央部分から前記レーストラック型コイルの外周面までの領域に対向するように延在する、請求項10または11に記載のステータ。   The magnetic flux line guiding member extends from a central portion between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the race track type coil to an outer peripheral surface of the race track type coil in a direction from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the race track type coil. The stator according to claim 10, wherein the stator extends so as to face the region. 前記磁束線誘導部材は鋼板からなる、請求項10〜12のいずれか1項に記載のステータ。   The stator according to claim 10, wherein the magnetic flux line guiding member is made of a steel plate.
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